技術交(jiāo)流
經常有一線的工(gōng)程師來(lái)與我們交(jiāo)流在市電測量上的一些疑惑(huò),大緻是以下幾個問題:
1、爲什麽(me)我用示波器測量市(shì)電總是跳閘呢?
2、測量市電爲什(shí)麽一定要(yào)将三(sān)腳插(chā)頭的地線掰斷才能測呢(ne)?
3、爲什麽我(wǒ)測市電(diàn)會把示(shì)波器燒了呢?
好了,閑話少(shǎo)叙,上幹貨!今天的(de)主題就(jiù)是——如何用示波器安全測量市電?
認(rèn)知市電
了解市電的供電線路及原(yuán)理,有助于安全用電,安全(quán)測量!本文畫了幾(jǐ)個圖,輕松助你測(cè)量市電!
火線、零線和(hé)地線
我國(guó)的市電(居民用電)規格爲(wèi)交流220V@50Hz,供電線路由火線、零線和地線組成,它們(men)的關系如圖1.1所示。
火線(L):也(yě)稱相線,由發電站或變電(diàn)站提供(gòng),電壓220V,人體接(jiē)觸會有危險;
零線(N):爲火線提供回路,在發(fā)電站或變(biàn)電站端接地(dì);由于是遠端接地,因此在居(jū)民樓用戶端電位不一定爲零(líng),可能(néng)帶弱電,但相對安全;
地線(E):零電勢參考點,在居民樓(lóu)用戶端(duān)接大地,零電壓,絕對安全。
圖1 火線(xiàn)、零線和地線的關系
使用示波器測(cè)量市(shì)電
測量量程确(què)認
在進行市電測(cè)量(liàng)時,應确認探頭和示(shì)波器的電(diàn)壓量程是(shì)否滿足測量需求。
如廣州(zhōu)緻遠電子的(de)ZDS2022示波器,标(biāo)配的探頭在×10檔位(wèi)下具備CAT II 300Vrms安全(quán)等級;垂直檔位最大爲(wèi)10V/格,垂直方向有8格,即(jí)最大電壓測量範圍爲80V峰峰值,配合探頭×10檔,測量最大電壓峰峰值爲800V,可以測量220V市電。
故爲了達到測(cè)量範圍,應使用探(tàn)頭×10檔位,并且垂直檔位打到10V。
錯誤的測量方法(fǎ)
普通的示波器沒有(yǒu)隔(gé)離,外殼(ké)金(jīn)屬端與(yǔ)探頭的負(fù)端(地)均與地線相連(lián),如圖(tú)2所示,當用示波器直接對零線和火線測(cè)量時,就會間接地把零線或火線對地線短路(等效于圖中紅色(sè)虛線),非(fēi)常危險。因此,示波器是不能直接測量市電的。
圖2 錯誤的測量方法
不推薦的測量方法
這裏介紹的方法(fǎ)具有一定的危險性,如(rú)若操作不當可能引發(fā)觸電事故,禁(jìn)止(zhǐ)使用。
浮地測量
如圖3所示,通過将示波器的電(diàn)源地線人爲斷開(可以用兩芯電源插排供電(diàn))或使用隔離變壓器的(de)方法對示波器供電,達到(dào)斷開測量回環的目的,實現“浮地”測量(liàng)。
圖3 浮地測量法(不推薦)
浮地測量(liàng)的安全隐患
浮(fú)地測量時,示波器外(wài)殼金屬端和探頭接地(dì)端帶有同等電平。當(dāng)測量市電時,外殼(ké)可能帶有(yǒu)220V的電壓,人體一(yī)旦接觸到示波器外殼,電(diàn)流會經過(guò)人體流入大地,非常危險!
圖4 浮地測(cè)量安(ān)全隐患
推薦的測(cè)量方法
對(duì)普通(tōng)示波器基于安全(quán)角度考慮,使用“A-B”法和高壓差分探頭(tóu)對市電測量是非常安(ān)全的,下面分别對其進行介紹。
“A-B”僞差分測量
采用普通無源探(tàn)頭應用“A-B”法對市電進行測量時,應(yīng)将兩通道(dào)探頭的負端(地)均接至電源地線,一(yī)個通(tōng)道的探頭探(tàn)針(正端)接零線,另一個通道的探頭探針(正端)接火線(如圖5左所示),則兩通道的(de)測量差值即爲市電(diàn)波形(xíng)。
圖5 推薦的測量(liàng)方法(fǎ)
高壓差分探頭(tóu)測(cè)量
應用高壓(yā)差分探頭測量(liàng)市電,火線和零線測(cè)試點正反接都(dōu)沒關系,探頭内部通過高阻的方式将測量端(duān)的地(dì)和示波器的(de)地隔離開來,不會造成短路問題,測量方式如圖5右所(suǒ)示。
高(gāo)壓差分探頭是最佳的推薦方式,安(ān)全方便,但價格會比(bǐ)較昂(áng)貴。
小結
示波器作爲一種很重要的(de)測量儀器,我們應該正确、安全(quán)地使用。尤其在測量一些高壓(yā)信号時,必須弄清各種信号線(xiàn)之間的關系,才能正确地連接(jiē)被測信号,保證安全測量(liàng)。